Question

【题目】氮的重要化合物如氨（NH3）、肼（N2H4）、三氟化氮（NF3）等，在生产、生活中具有重要作用。

（1） 利用NH3的还原性可消除氮氧化物的污染，相关热化学方程式如下：

H2O(l)＝H2O(g) △H1＝44.0 kJ·mol－1

N2(g)＋O2(g)＝2NO(g) △H2＝229.3 kJ·mol－1

4NH3(g)＋5O2(g)＝4NO(g)＋6H2O(g) △H3＝－906.5 kJ·mol－1

4NH3(g)＋6NO(g)＝5N2(g)＋6H2O(l) △H4

则△H4＝_______kJ·mol－1。

（2）使用NaBH4为诱导剂，可使Co2＋与肼在碱性条件下发生反应，制得高纯度纳米钴，该过程不产生有毒气体。

① 写出该反应的离子方程式：________。

② 在纳米钴的催化作用下，肼可分解生成两种气体，其中一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。若反应在不同温度下达到平衡时，混合气体中各组分的体积分数如下图1所示，则N2H4发生分解反应的化学方程式为：________；为抑制肼的分解，可采取的合理措施有________（任写一种）。

图1 图2

（3）在微电子工业中NF3常用作氮化硅的蚀刻剂，工业上通过电解含NH4F等的无水熔融物生产NF3，其电解原理如上图2所示。

① 氮化硅的化学式为___________________。

② a电极为电解池的_____________（填“阴”或“阳”）极，写出该电极的电极反应式：________________；电解过程中还会生成少量氧化性极强的气体单质，该气体的分子式是_______________。

Answer 1

【答案】-2317.0 Co2++N2H4+4OH-=2Co↓+N2↑+4H2O 3N2H4N2+4NH3 降低温度 Si3N4 阳 NH4++3F--6e-=NF3+4H+ F2

【解析】

（1）根据盖斯定律分析，反应③-②×5-①×6得热化学方程式为4NH3(g)＋6NO(g)＝5N2(g)＋6H2O(l) △H4=-906.5-（229.3×5）-（44×6）= -2317.0kJ/mol。

（2）①根据题意，钴元素的化合价降低，所以氮元素化合价升高，只能为0价，即为氮气，据此分析还有水生成，根据得失电子守恒和原子守恒配平方程式为Co2++N2H4+4OH-=2Co↓+N2↑+4H2O

②使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为氨气，即肼分解生成氨气，依据元素守恒可知，另外一种产物为氮气，所以方程式为3N2H4N2+4NH3；从图分析，温度越高，肼的体积分数含量越低，所以要抑制肼的分解，应降低温度。

（3）①氮化硅中氮的非金属性强于硅，硅显+4价，氮显-3价，所以氮化硅的化学式为Si3N4

②由图2可知，氢离子在b极上得到电子生成氢气，所以b为阴极，a为阳极。阳极铵根离子失去电子生成三氟化氮，电极反应为 NH4++3F--6e-=NF3+4H+；依据电解原理可知，氟离子也可能失去电子生成氟单质，所以氧化性较强的单质为氟气。